CN209487618U - 歧管组件、燃料电池系统及燃料电池车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可用于燃料电池堆的歧管组件、燃料电池系统及燃料电池车辆，包括：基板，所述基板上具有氢气入口开口、氢气出口开口；凸出块，设置在所述基板上；氢气入口流动管路，从所述凸出块延伸到所述氢气入口开口；氢气出口流动管路，从所述氢气出口开口延伸；空气入口流动管路和冷却剂入口流动管路，设置在所述基板第一边缘附近；和空气出口流动管路和冷却剂出口流动管路，设置在所述基板第二边缘附近。本公开将氢供应系统、空气供应系统、冷却系统集成在燃料电池堆的歧管组件中。流动通道的设置方式结构紧凑，并且便于与其他部件进行装配连接，便于传感器的装配，便于部件的部分装配。歧管组件还包括接收并且固定氢气再循环泵，氢气再循环泵可以直接安装在歧管上。

Description

歧管组件、燃料电池系统及燃料电池车辆

技术领域

本公开涉及燃料电池技术领域，尤其涉及可用于高度集成化的歧管组件、燃料电池系统及燃料电池车辆。

背景技术

燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是非常有发展前途的发电技术。

通常，燃料电池车辆中的燃料电池系统包括氢供给系统、空气供应系统、以及冷却系统，其中，氢供给系统具有氢气入口管线和氢气出口，氢气入口管线用于将氢气提供给燃料电池堆，氢气出口用于接收从燃料电池堆排出的氢气，空气供应系统具有空气入口管路和空气出口管路，空气入口管路用于将空气提供给燃料电池堆，空气出口管路用于从燃料电池堆接收空气，冷却系统具有冷却剂入口和冷却剂出口，用于使得冷却剂循环通过燃料电池堆以保持温度。

在燃料电池中，提供给阳极侧的氢气与阴极侧的空气发生反应，以产生电能。之后，燃料电池堆中未被消耗掉的氢气通过再循环管路被再循环到氢气供应管路。再循环管路通常包括再循环泵和喷射器。再循环泵将未使用的气体进行加压，喷射器产生负压，从而将再循环管路中未使用的气体抽吸进来，并且将它与氢气供应管路进行合并。在一些情况中，经过泵之后未使用的氢气被直接供应给氢气供应管路，将喷射器旁路。

燃料电池系统中所有这些部件都导致大量的管路和部件，例如空气阀，空气传感器，压力/温度传感器等等。通常，燃料电池堆周围的空间非常有限并且非常宝贵。因此随着燃料电池堆的发展，需要一种氢供给系统、空气供应系统、冷却剂供应系统、氢气再循环泵以及相关部件(例如空气阀，空气传感器以及压力/温度传感器)的紧凑的封装方式

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

实用新型内容

有鉴于现有技术缺陷中的至少一个，本公开提出一种可用于燃料电池堆的歧管组件，包括：基板，所述基板上具有氢气入口开口、氢气出口开口；凸出块，设置在所述基板上；氢气入口流动管路，从所述凸出块延伸到所述氢气入口开口；氢气出口流动管路，从所述氢气出口开口延伸；空气入口流动管路和冷却剂入口流动管路，设置在所述基板的第一边缘附近；和空气出口流动管路和冷却剂出口流动管路，设置在所述基板的第二边缘附近。

根据本公开的一个方面，所述凸出块设置在所述基板的中央位置处。

根据本公开的一个方面，所述歧管组件还包括泵，所述泵设置在所述凸出块上，以有助于氢气再循环。

根据本公开的一个方面，所述歧管组件还包括靠近所述基板设置的气体/ 空气分离器。

根据本公开的一个方面，所述氢气出口流动管路从所述氢气出口开口延伸到所述气体/空气分离器。

根据本公开的一个方面，所述歧管组件还包括氢气再循环管路，所述氢气再循环管路从所述气体/空气分离器延伸到所述凸出块，其中所述泵配置成将氢气供应给所述氢气入口管路。

根据本公开的一个方面，所述基板为矩形的，所述第一边缘与第二边缘为所述基板的相对的边缘。

根据本公开的一个方面，所述氢气入口流动管路、氢气出口流动管路、空气入口流动管路、空气出口流动管路、冷却剂入口流动管路和冷却剂出口流动管路集成在所述基板中。

本公开还涉及一种燃料电池系统，包括如上所述的歧管组件。

本公开还涉及一种燃料电池车辆，包括如是所述的燃料电池系统。

本公开的技术方案中，将氢供应系统、空气供应系统、冷却剂系统集成在燃料电池堆的歧管组件中。流动通道的设置方式结构紧凑，并且便于与其他部件进行装配连接，便于传感器的装配，并且便于部件的部分装配。另外，歧管组件还包括接收并且固定氢气再循环泵，从而氢气再循环泵可以直接安装在歧管上。

附图说明

构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本公开第一实施例的歧管组件的主视图；

图2示出了根据本公开第一实施例的歧管组件的后视图；

图3示出了根据本公开第一实施例的歧管组件的立体图，其中安装有泵；

图4示出了根据本公开第一实施例的歧管组件的左视图；和

图5示出了根据本公开第一实施例的歧管组件的右视图。

附图标记列表：

1歧管组件；10泵；11基板；12凸出块；111氢气入口开口；112氢气出口开口；13氢气入口流动管路；14氢气出口流动管路；15空气入口流动管路；16空气出口流动管路；17冷却剂入口流动管路；171压力/温度传感器；18冷却剂出口流动管路；19氢气再循环管路。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、" 长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、 "水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语"第一"、" 第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本公开的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语" 安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上" 或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方 "和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本公开的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开。

本公开提出一种方案，将氢供应系统、空气供应系统、冷却系统集成在燃料电池堆的歧管组件中。流动通道以这样的方式来设置，其结构紧凑，并且便于与其他部件进行装配连接，便于传感器的装配，并且便于部件的部分装配。另外，歧管组件还包括容纳并且固定氢气再循环泵，从而氢气再循环泵可以直接安装在歧管上。

歧管组件包括基板、大致设置在基板中央的凸出块、从凸出块延伸到基板中的氢气入口开口的氢气入口流动管路、从基板中的氢气出口开口延伸到空气/气体分离器的氢气出口流动管路，空气入口流动管路和冷却剂入口流动管路设置靠近基板的第一边缘，空气出口流动管路和冷却剂出口流动管路设置在基板的第二边缘附近。

凸出块还配置成接纳和紧固氢气再循环泵。在一个实例中，凸出块包括与氢气再循环泵相对应的轮廓，从而接纳并固定氢气再循环泵。另外，歧管组件包括氢气再循环管路，氢气再循环管路从空气/气体分离器(未示出)延伸到凸出块。在空气/气体分离器中，氢气从阴极气体中被分离。另外，来自空气/气体分离器的氢气通过再循环管路被再循环到氢气入口管路。另外，泵安装到凸出块上，从而将空气/气体分离器中分离的气体的第一部分泵送到氢气入口管路，将气体的第二部分泵送到喷射器。

流动通道设置成便于安装其他部件和传感器。例如，空气流动控制阀和空气流量传感器分别设置在空气入口流动管路和空气出口流动管路中。类似的，压力/温度传感器设置在冷却剂入口和出口流动管路上。

第一实施例

下面参考图1描述根据本公开第一实施例的一种可用于燃料电池堆的歧管组件1。如图1所示，歧管组件1包括基板11和设置在所述基板11上的凸出块12。凸出块12例如可以是大致矩形的块体，通过螺杆、卡扣等结构，安装设置在基板11上。所述基板11上可设置有氢气入口开口111、氢气出口开口112，如图2清楚所示的。

如图1所示，歧管组件1还包括氢气入口流动管路13、氢气出口流动管路14、空气入口流动管路15、空气出口流动管路16、冷却剂入口流动管路 17以及冷却剂出口流动管路18。

其中，氢气入口流动管路13从所述凸出块12延伸到所述氢气入口开口 111；氢气出口流动管路14从所述凸出块12延伸到所述氢气出口开口112；空气入口流动管路15和冷却剂入口流动管路17设置在所述基板11的第一边缘附近；空气出口流动管路16和冷却剂出口流动管路18设置在所述基板11 的第二边缘附近。其中，基板11的第一边缘和第二边缘如图1所示，第一边缘例如为图中基板的下边缘，第二边缘例如为图中基板的上边缘。

根据本公开的一个优选实施例，所述氢气入口流动管路13、氢气出口流动管路14、空气入口流动管路15、空气出口流动管路16、冷却剂入口流动管路17和冷却剂出口流动管路18集成在所述基板11中。

本领域技术人员能够理解，为了实现流体的连通，凸出块12内部可以根据需要设置流动通路，内部的流动通路的走向和设置方式可以根据具体需要而定，不意在限制本公开的保护范围。

根据本公开的一个优选实施例，所述的凸出块12设置在所述基板11的大致中央位置处。如图1所示。这样的布置方式，有利于将氢气流动管路、空气流动管路、冷却剂流动管路相对均匀和对称的布置在凸出块12的周围，使得整个布局更加紧凑。

如图3所示，根据本公开的一个优选实施例，所述歧管组件还包括泵10，所述泵10设置在所述凸出块上。泵10例如是氢气再循环泵，以有助于氢气再循环。凸出块12包括与氢气再循环泵10相对应的轮廓，从而接纳并固定氢气再循环泵10。

另外根据一个优选实施例，歧管组件1包括氢气再循环管路19，氢气再循环管路19从空气/气体分离器(未示出)延伸到凸出块。在空气/气体分离器中，氢气从阴极气体中被分离。另外，来自空气/气体分离器的氢气通过再循环管路被再循环到氢气入口流动管路13。另外，泵10安装到凸出块12上，从而将空气/气体分离器中分离的气体的第一部分泵送到氢气入口流动管路 13，将气体的第二部分泵送到喷射器.其中所述气体/空气分离器例如靠近所述基板设置。

根据本公开的一个优选实施例，所述氢气出口流动管路14从所述氢气出口112开口延伸到所述气体/空气分离器。

流动通道设置成便于安装其他部件和传感器。例如，空气流动控制阀和空气流量传感器分别设置在空气入口流动通道和空气出口流动通道中。类似的，压力/温度传感器171设置在冷却剂入口和出口流动通道上。

第二实施例

本公开的第二实施例还涉及一种燃料电池系统，包括如权利要求上所述的歧管组件。

本公开的第二实施例还涉及一种燃料电池车辆，包括如上的燃料电池系统。

通过本公开的技术方案，能够提供一种紧凑的歧管组件，其具有集成的氢气入口、氢气出口、冷却剂入口、冷却剂出口、空气入口、空气出口管路。本公开的技术方案中，将氢供应系统、空气供应系统、冷却剂系统集成在燃料电池堆的歧管组件中。流动通道的设置方式结构紧凑，并且便于与其他部件进行装配连接，便于传感器的装配，并且便于部件的部分装配。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

最后应说明的是：以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可用于燃料电池堆的歧管组件，其特征在于，包括：

基板，所述基板上具有氢气入口开口、氢气出口开口；

凸出块，设置在所述基板上；

氢气入口流动管路，从所述凸出块延伸到所述氢气入口开口；

氢气出口流动管路，从所述氢气出口开口延伸；

空气入口流动管路和冷却剂入口流动管路，设置在所述基板的第一边缘附近；和

空气出口流动管路和冷却剂出口流动管路，设置在所述基板的第二边缘附近。

2.根据权利要求1所述的歧管组件，其特征在于，所述凸出块设置在所述基板的中央位置处。

3.根据权利要求1或2所述的歧管组件，其特征在于，所述歧管组件还包括泵，所述泵设置在所述凸出块上，以有助于氢气再循环。

4.根据权利要求3所述的歧管组件，其特征在于，所述歧管组件还包括靠近所述基板设置的气体/空气分离器。

5.根据权利要求4所述的歧管组件，其特征在于，所述氢气出口流动管路从所述氢气出口开口延伸到所述气体/空气分离器。

6.根据权利要求4所述的歧管组件，其特征在于，所述歧管组件还包括氢气再循环管路，所述氢气再循环管路从所述气体/空气分离器延伸到所述凸出块，其中所述泵配置成将氢气供应给所述氢气入口管路。

7.根据权利要求1或2所述的歧管组件，其特征在于，所述基板为矩形的，所述第一边缘与第二边缘为所述基板的相对的边缘。

8.根据权利要求1或2所述的歧管组件，其特征在于，所述氢气入口流动管路、氢气出口流动管路、空气入口流动管路、空气出口流动管路、冷却剂入口流动管路和冷却剂出口流动管路集成在所述基板中。

9.一种燃料电池系统，包括如权利要求1-8中任一项所述的歧管组件。

10.一种燃料电池车辆，包括如权利要求9所述的燃料电池系统。